Java~Java基本语法（上）：变量与运算符

目录

• 1、关键字与保留字
• 2、标识符（Identifier）
• • 2.1、什么是标识符
  • 2.2、定义合法标识符规则
  • 2.3、Java 中的名称命名规范
• 3、变量
• • 3.1、变量的声明与使用
  • 3.2、基本数据类型
  • • 3.2.1、整数类型：byte、short、int、long
    • 3.2.2、浮点类型：float、double
    • 3.2.3、字符类型：char
    • 3.2.4、布尔类型：boolean
  • 3.3、基本数据类型转换
  • 3.4、字符串类型：String
  • 3.5、强制类型转换
• 4、进制（非重点）
• • 4.1、进制与进制间的转换
  • 4.2、二进制
  • 4.3、进制间转化
• 5、运算符
• • 5.1、算术运算符
  • 5.2、赋值运算符
  • 5.3、比较运算符（关系运算符）
  • 5.4、逻辑运算符
  • 5.5、位运算符
  • 5.6、三元运算符
  • 5.7、运算符的优先级
  • 5.8、练习

1、关键字与保留字

1、关键字(keyword)的定义和特点

• 定义：被 Java 语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
• 特点：关键字中所有字母都为小写
  

2、保留字(reserved word)

Java 保留字：现有 Java 版本尚未使用，但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标识符时要避免使用这些保留字 goto、const。

2、标识符（Identifier） 2.1、什么是标识符

• Java 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
• 技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

2.2、定义合法标识符规则

• 由 26 个英文字母大小写，0-9，_或$ 组成
• 数字不可以开头
• 标识符不能包含空格
• 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字
• Java 中严格区分大小写，长度无限制

2.3、Java 中的名称命名规范

1、Java 中的名称命名规范：

• 包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
• 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
• 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
• 常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ

2、注意点

• 在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。
• java 采用 unicode 字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。
• 更多细节详见《代码整洁之道》

3、变量 3.1、变量的声明与使用

1、变量的概念：

• 内存中的一个存储区域；
• 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化；
• 变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储的值。

2、变量的作用：

• 用于在内存中保存数据。

3、使用变量注意：

• Java 中每个变量必须先声明，后使用
• 使用变量名来访问这块区域的数据
• 变量的作用域：其定义所在的一对{ }内
• 变量只有在其作用域内才有效；
• 同一个作用域内，不能定义重名的变量；

4、变量的声明和赋值

• 1、int var;

  ​ var = 10;

• 2、int var = 10;

5、成员变量和局部变量

• 在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量
• 在方法体内部声明的变量称为局部变量
  

6、注意：二者在初始化值方面的异同:

• 同：都有生命周期
• 异：局部变量除形参外，需显式初始化

3.2、基本数据类型

变量的分类-按数据类型

对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型（强类型语言），在内存中分配了不同大小的内存空间。

3.2.1、整数类型：byte、short、int、long

• Java 各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体 OS 的影响，以保证 java 程序的可移植性。
• java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量须后加‘l’或‘L’
• java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表示较大的数，才使用 long

类型	占用存储空间	表数范围
byte	1字节=8bit位	-128 ~ 127
short	2字节	-2^15~ 2^15-1
int	4字节	-2^31~ 2^31-1 (约21亿)
long	8字节	-2^63~ 2^63-1

• 1MB = 1024KB 1KB= 1024B B= byte
• bit: 计算机中的最小存储单位。byte:计算机中基本存储单元。

class VariableTest1{
	public static void main(String[] args) {
	
		//① byte范围：-128 ~ 127
		byte b1 = 12;
		byte b2 = -128;
	//	b2 = 128; //编译不通过
		System.out.println(b1);
		System.out.println(b2);

		// ② 声明long型变量，必须以“1”或“L”结尾
		short s1 = 128;
		int i1 = 12345;
		long l1 = 345678586;
		System.out.println(l1);
	}
}

3.2.2、浮点类型：float、double

• 与整数类型类似，Java 浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体 OS 的影响。
• 浮点型常量有两种表示形式：
  • 十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
  • 科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2
• float:单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。
• double:双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。
• Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。

类型	占用存储空间	表数范围
单精度float	4字节	-3.403E38 ~ 3.403E38
双精度double	8字节	-1.798E308 ~ 1.798E308

3.2.3、字符类型：char

• char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)
• Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。
• 字符型变量的三种表现形式：
  • 字符常量是用单引号(‘ ’)括起来的单个字符。例如：char c1 = ‘a’; char c2 = ‘中’; char c3 = ‘9’;
  • Java中还允许使用转义字符‘’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = ‘n’; //’n’表示换行符
  • 直接使用Unicode值来表示字符型常量：‘uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：u000a 表示n。
• char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。

class VariableTest1{
	public static void main(String[] args) {
		//2. 浮点型：float(4字节)  double(8字节)
		//① 浮点型，表示带小数点的数值
		//② float表示数值的范围比long还大

		double d1 = 12.3;
		System.out.println(d1 +1);
		
		//定义float类型变量时，变量要以"f" 或"F"结尾
		float f1 = 12.3F;
		System.out.println(f1);

		//② 通常，定义浮点型变量时，使用double变量

		//3. 字符型：char(1字符=2字节)
		//① 定义char型变量，通常使用一对'' 
		char c1 = 'a';
		//c1 = 'AB';//编译不通过
        //c2 = '';//编译不通过
		System.out.println(c1);

		char c2 = '1';
		char c3 = '中';
		char c4 = '&';
		System.out.println(c2);
		System.out.println(c3);
		System.out.println(c4);

		//② 表示方式：1.声明一个字符；2.转义字符；3.直接使用Unicode值来表示字符型常量
		char c5 = 'n';	//换行符
		c5 = 't';	//制表符
		System.out.print("hello" + c5);
		System.out.println("world");

		char c6 = 'u0123';
		System.out.println(c6);
		
		char c7 = 'u0043';
		System.out.println(c7);
	}
}

3.2.4、布尔类型：boolean

• boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制：
  • if条件控制语句；
  • while循环控制语句；
  • do-while循环控制语句；
  • for循环控制语句；
• boolean类型数据只允许取值true和false，无null。
  • 不可以使用0或非0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。
  • Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false用0表示。———《java虚拟机规范8版》

class VariableTest1{
	public static void main(String[] args) {
		//4. 布尔型：boolean
		//① 只能取两个值之一：true 、false
		//② 常常在条件判断、循环结构中使用
		boolean bb1 = true;
		System.out.println(bb1);

		boolean isMarried = true;
		if(isMarried){
			System.out.println("禁止入内！");
		}else{
			System.out.println("可以参观！");
		}
	}
}

3.3、基本数据类型转换

• 自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容量大小排序为：
  
• 有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。
• byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。
• boolean类型不能与其它数据类型运算。
• 当把任何基本数据类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)，基本数据类型的值将自动转化为字符串(String)类型。
• 说明：此时容量大小指的是，表示数的范围的大和小。比如：float容量要大于long的容量

class VariableTest2{
	public static void main(String[] args) {
		byte b1 = 2;
		int i1 = 129;
		//编译不通过
//		byte b2 = b1 + i1;//应转换成容量大的
		int i2 = b1 + i1;
		long l1 = b1 + i1;
		System.out.println(i2);
		System.out.println(l1);

		float f = b1 + i1;
		System.out.println(f);
		/
class LogicTest{
	public static void main(String[] args){
		//区分& 与 &&
		//相同点1：& 与 && 的运算结果都相同
		//相同点2：当符号左边是true时，二者都会执行符号右边的运算
		//不同点：当符号左边是false时，&继续执行符号
		//开发中，推荐使用&&
		boolean b1 = false;
		int num1 = 10;
		if(b1 & (num1++ > 0)){
			System.out.println("我现在在南京");
		}else{
			System.out.println("我现在在北京");
		}
		System.out.println("num1 = " + num1);//11

		boolean b2 = false;
		int num2 = 10;
		if(b2 && (num2++ > 0)){
			System.out.println("我现在在南京");
		}else{
			System.out.println("我现在在北京");
		}
		System.out.println("num2 = " + num2);//10

		//区分：| 与 ||
		//相同点1：| 与 || 的运算结果都相同
		//相同点2：当符号左边是false时，二者都会执行符号右边的运算
		//不同点3：当符号左边是true时，|继续执行符号右边的运算，而||不再执行符号右边的运算
		//开发中，推荐使用||
		boolean b3 = true;
		int num3 = 10;
		if(b3 | (num3++ > 0)){
			System.out.println("我现在在南京");
		}else{
			System.out.println("我现在在北京");
		}
		System.out.println("num3 = " + num3);//11

		boolean b4 = true;
		int num4 = 10;
		if(b4 || (num4++ > 0)){
			System.out.println("我现在在南京");
		}else{
			System.out.println("我现在在北京");
		}
		System.out.println("num4 = " + num4);//10
	}
}

5.5、位运算符

• 位运算符操作的都是整型的数据变量
• 位运算是直接对整数的二进制进行的运算
• << : 在一定范围内，每向左移一位，相当于 * 2；在一定范围内，每向右移一位，相当于 / 2
• 注意：无<<<
  
  
  
  
  

使用& | ^运算

上面正数和负数都是int型32 位，用的是对应的补码

面试题：最高效的计算2 * 8 ？ 2 << 3 或 8 << 1

class BitTest{
	public static void main(String[] args){
		int i = 21;
//		i = -21;
		System.out.println("i << 2 :" + (i << 2));
		System.out.println("i << 3 :" + (i << 3));
		System.out.println("i << 20 :" + (i << 20));
		System.out.println("i << 27 :" + (i << 27));
		int m = 12;
		int n = 5;
		System.out.println("m & n :" + (m & n));
		System.out.println("m | n :" + (m | n));
		System.out.println("m ^ n :" + (m ^ n)); 
	}
}

5.6、三元运算符

• 结构：(条件表达式)？表达式1 : 表达式2

• 说明

  • 条件表达式的结果为boolean类型
  • 根据条件表达式真或假，决定执行表达式1，还是表达式2.
    • 如果表达式为true,则执行表达式1
    • 如果表达式为false,则执行表达式2
  • ③ 表达式1 和表达式2要求是一致的
  • ④ 三元运算符是可以嵌套的

• 凡是可以使用三元运算的地方，都是可以改写if-else，反之，则不一定成立
  

class SanTest{
	public static void main(String[] args) {
		//获取两个整数的最大值
		int m = 12;
		int n = 5;
		int max = (m > n)? m : n;
		System.out.println(max);

		double num = (m > n) ? 2 : 1.0;
		//(m > n) ? 2 : "n大";	//编译错误

		//****************************************
		String str = (m > n) ? "m大" : ((m == n)? "m和n相等" : "n大");
		System.out.println(str);

		//****************************************
		//获取三个数中的最大值
		int n1 = 12;
		int n2 = 30;
		int n3 = -43;

		int max1 = (n1 > n2) ? n1 : n2;
		int max2 = (max1 > n3) ? max1 : n3;
		System.out.println("三个数中的最大值是：" + max2);

		//此方法：pass
		int max3 = (((n1 > n2)? n1 : n2) > n3) ?((n1 > n2) ? n1 : n2) : n3;
		System.out.println("三个数中的最大值是：" + max3);

		//改写成if-else
		if(m > n){
			System.out.println(m);
		}else{
			System.out.println(n);
		}
	}
}

5.7、运算符的优先级

• 运算符有不同的优先级，所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如表，上一行运算符总优先于下一行。
• 只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符是从右向左运算的。
  

5.8、练习

练习1

【题目描述】

随意给出一个三位数的整数，打印显是它的个位数，十位数，百位数的值

【代码实现】

class AriExer{
	public static void main(String[] args){
		int num = 187;
		System.out.println("百位数：" + num/100);
		System.out.println("十位数：" + num/100%10);//建议先除后取余
		System.out.println("个位数：" + num%10);
	}
}

练习2

【题目描述】

求n的输出值

【代码实现】

class MkFan{
	public static void main(String[] args) {

		int n = 10;
		n += (n++) + (++n);//n = n + (n++) + (++n); 10 + 10 + 12
		System.out.println(n);	//32
	}
}

练习3

【题目描述】

求z的输出值

【代码实现】

class LogoinTest{
	public static void main(String[] args){
		boolean x = true;
		boolean y = false;
		short z = 42;
		//if(y == true)
		if((z++==42)&&(y=true))z++;
		if((x=false)||(++z==45)) z++;
		System.out.println("z=" + z);	//46
	}
}

补充

【题目描述】

交换两个变量的值（两种方法）

【代码实现】

class BitTest{
	public static void main(String[] args){

		int num1 = 10;
		int num2 = 20;

		//方式一：
		int tent = num1;
		num1 = num2;
		num2 = tent;

		//方式二：
		//好处：不用定义临时变量
		//弊端：①相加可能超出存储范围 ② 有局限性：只适用于数值类型
		num1 = num1 + num2;
		num2 = num1 - num2;
		num1 = num1 - num2;

		System.out.println("num1 = " + num1 + ",num2 = " + num2);
	}
}